差速器机构总成制造技术

本发明专利技术提供一种差速器机构总成，该差速器总成包括第一差速器壳体部分，固定到第一差速器壳体部分的第二差速器壳体部分，第一差速器壳体部分和第二差速器壳体部分围起腔体并受支撑围绕第一轴旋转；十字轴销，该十字轴销在轴向位置上位于腔体内且延伸出腔体以接合环齿轮，并固定到第一差速器壳体部分和第二差速器壳体部分中的至少一个以随其旋转；及环齿轮，该环齿轮固定到第一差速器壳体部分和第二差速器壳体部分中的至少一个，并在径向上位于十字轴销的外侧及十字轴销的轴向位置处。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及从动力源传递旋转动力到车轮以便车轮可以在彼此间以差速 旋转的差速器齿轮机构。
技术介绍
差速器机构从如内燃发动机或电动马达的外部动力源驱动的环齿轮差动地传递 旋转动力到输出轴。差速器环齿轮通常为固定到差速器壳体(differential case) 的准双曲面锥齿轮，差速器壳体通常由用于高扭矩应用的球墨铸铁(cast nodular iron)或可锻铸铁(cast ductile iron)制成。差速器壳体固定到环齿轮并界定出 腔体，该腔体包含取决于使用的小锥齿轮的数目通过小齿轮轴或十字轴可驱动地连接 到差速器壳体的小锥齿轮，及与小锥齿轮连续啮合的右侧锥齿轮和左侧锥齿轮。为支 撑小锥齿轮，差速器壳体具有与使用的和定位的小锥齿轮的数目相等的等间隔的孔以 便小齿轮轴或十字轴销(spider leg)以合适空间关系通过小锥齿轮和孔，使小齿轮 和侧锥齿轮合适地啮合，实现从差速器环齿轮到差速器壳体，到小齿轮轴，到小锥齿 轮、侧锥齿轮、再到右侧输出轴和左侧输出轴的扭矩传递。每个输出轴可驱动地连接到车轮，这些轴同轴地穿过周向上由压进差速器架的轴 承支撑的在差速器壳体中称为轮毂的开口，支撑整个差速器总成。 一般地，差速器壳 体的壁在小齿轮轴或十字轴通过上述孔的区域较厚，提供足够的接触面积以从环齿轮 传递扭转荷载到差速器销。最好在该区域的差速器壳体壁、小齿轮轴或十字轴无屈服 (yielding )。整体铸造差速器壳体的内表面必须加工到紧密公差。为达到此目的，在轴向上通 过轮毂并且径向上通过开口 (window)插入复杂的工具。当差速器壳体或工具旋转时， 该工具必须能够补偿在差速器壳体中的不同地方要求的不同的旋转半径，该工具或另 一个工具必须能够产生小齿轮落座的凹槽，其中以半球形或平底的形状旋'转出凹槽以 配合所使用的该类型的小齿轮的后部。取决于铸造的公差，特别是围绕旋转轴的同心 度和壁厚的均勻度，在旋转轴已经通过内部加工唯一地确定之后一些差速器壳体需要 外部上的加工以实现旋转的平衡。开口可以铸造到整体差速器壳体中，开口允许小齿轮和侧齿轮插入到总成，这是 要求相当技巧的手工搡作。包括开式、限滑式、及自动离合式自锁(positive locking)差速器机构类型的 变化要求包括差速器总成的构件的变化。这些变化因此要求差速器壳体采取不同的形式以适应每个应用的不同的构件。因此，在工业上需要改进差速器总成的强度和刚度、增加差速器总成的扭矩能力、 使包装空间最小化及减少只用于差速器总成的特定应用的构件的数目，同时最低程度 地增加或减少整体成本，包括材料和制造成本。此外需要使重量和NVH(噪音、振动、 及不平稳性)水平最小化。
技术实现思路
差速器总成包括第一差速器壳体部分、固定到第一差速器壳体部分的第二差速器 壳体部分，第一差速器壳体部分和第二差速器壳体部分围起腔体并受支撑围绕第一轴 旋转，小齿轮轴或十字轴在轴向的位置上位于腔体内并延伸出腔体以接合环齿轮，并 接触第一差速器壳体部分和第二差速器壳体部分中的至少一个以随其旋转，及固定到 第一差速器壳体部分和第二差速器壳体部分中的至少一个，并在径向上位于十字轴销 的外侧及小齿轮轴或十字轴销的轴向位置处的环齿轮。通过经小齿轮轴或十字轴从差速器环齿轮直接传递扭矩到小锥齿轮或差速器齿 轮，差速器总成消除了经过差速器壳体的扭矩流。该直接的驱动消除了在常规的差速 器壳体中容纳差速器销和十字轴部件需要的厚壁。因为该差速器壳体分离成为两部分，所以差速器壳体的一半、差速器轴、差速器 小齿轮、及一个差速器侧齿轮对于所有的差速器变体都是共用的，如开式差速器、限 滑式差速器、及自动离合式自锁差速器。将该差速器壳体连接到准双曲面锥齿轮的优 选的方法是通过焊接，尽管可以使用机械紧固件。该差速器总成消除了在重复负荷下差速器壳体中的差速器小齿轮轴孔的延伸，消 除了差速器小齿轮轴紧固件，减少了差速器壳体壁厚度，同时增加了刚度并以较小的 包装使扭矩能力最大化。参考本文的详细说明、权利要求及附图，优选实施例的应用范围将变得显而易见。 应理解，说明和具体的示例虽然示出了本专利技术的优选实施例，但仅用于说明目的。对 描述的实施例和示例的各种改变和修改对本领域技术人员是显而易见的。参考本文的说明，结合所属附图将更容易理解本专利技术。附图说明图l是示出分离的及轴向上有间隔的，分部分形成的焊接的差速器壳体和环齿轮 的透视剖视图2是示出图1的差速器壳体及环齿轮和在差速器壳体中组装的差速器机构的构 件的透视剖视图。图3是示出分离的及轴向上有间隔的，分部分形成的螺栓连接的差速器壳体的透视剖视图；图4是示出在组装位置的图3中的差速器壳体和环齿轮的局部剖视图； 图5是示出组装在十字轴销上的小锥齿轮的差速器壳体部分的内部的透视图； 图6是示出十字轴销和固定夹(retention clip )的差速器壳体的内部的透视图； 图7是示出延伸通过差速器壳体的十字轴销的端部的差速器壳体的外部的透视图8是示出固定环齿轮的焊缝的差速器壳体部分的正面图； 图9是示出处于间隔分离关系的限滑式差速器的构件的透视图； 图IOA是包含开式差速器的构件的差速器壳体部分的透视图； 图IOB是包含限滑式差速器的构件的差速器壳体部分的透视图； 图IOC是包含电磁驱动的锁止式差速器的构件的差速器壳体部分的透视图； 图IOD是包含与图10A-10C的总成中的任何一个一起使用的构件的差速器壳体的 透视图ll是集成环齿轮和共用差速器壳体部分的机械锻造件的侧视横截面图； 图12示意性地示出通过旋压成型(flow forming)形成的工件； 图13A、 13B及13C示出旋压成型差速器壳体部分的第一轴向侧的加工步骤； 图14A、 14B及14C示出旋压成型差速器壳体部分的第二轴向侧的加工步骤； 图15示出在通过具有在旋压成型之前改变的壁厚的锻造预制件的径面截取的横 截面图16A、 16B、及16C是示出旋压成型差速器壳体部分的连续加工步骤的通过工件 的径面截取的横截面图；及图17A、 17B、及17C是示出旋压成型差速器壳体部分的随后的、连续加工步骤 的通过工件的径面截取的横截面图。具体实施例方式现参考图1和图2,差速器总成IO包括分为相互固定的差速器壳体部分13和差 速器壳体部分14形成的差速器壳体12,差速器壳体12受支撑围绕轴15旋转，轴15 横向延伸到机动车辆的驱动轮组的左轮和右轮。差速器壳体12可驱动地连接到驱动 齿轮16,驱动齿轮16围绕轴17旋转且驱动源于变速器输出(未示出)。轴17可以 垂直于或平行于轴15,固定到驱动齿轮16的小齿轮18与环齿轮20接合，环齿轮20 固定到差速器壳体部分13并驱动差速器总成10围绕轴15旋转。差速器壳体部分13、 14围起包含小锥齿轮22-25的腔体，小锥齿轮22-"的每 个形成有锥齿轮齿且围绕轴15以等角度增量间隔。小齿轮22-25的每个通过十字轴 26固定到差速器壳体12,十字轴26包括安装到差速器壳体12中的两个孔中的差速 器销28,及正交于销28定向的两个销30、 32。销30、 32的每个安装到差速器壳体 12中的孔中且安装到销28中的球状凹口 (spherical depression)中。销28通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种差速器总成，包括：　第一差速器壳体部分；　固定到所述第一差速器壳体部分的第二差速器壳体部分，所述第一差速器壳体部分和所述第二差速器壳体部分围起腔体并受支撑围绕第一轴旋转；　第一十字轴销，所述第一十字轴销在轴向位置上位于所述腔体之内且固定到所述第一差速器壳体部分和所述第二差速器壳体部分中的至少一个以随其旋转；及　环齿轮，所述环齿轮固定到所述第一差速器壳体部分和所述第二差速器壳体部分中的至少一个，所述环齿轮径向上位于所述第一十字轴销的外侧及所述第一十字轴销的轴向位置处。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼斯W伊斯肯二世，詹姆士M斯托里，查尔斯克里斯托夫，罗伯特J尼尔，詹森萨维奇，杰拉德S什切潘斯基，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]